(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダブルモールド光カプラ（１００）の製造方法であって、
基板（１０８）上に設けた光検出器（１１０）を含む第１のサブアセンブリ（１０４）を形成し、
前記第１のサブアセンブリを一次成型材料（１２０）でモールドし、第１のサブアセンブリ成型品（１２４）を形成し、当該第１のサブアセンブリ成型品（１２４）の上面が第１の区分および第２の区分を有し、前記第１の区分の高さが前記第２の区分より低くなっており、
前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）の上面の前記第１の区分上に光源（１４０）を取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成し、
前記第２のサブアセンブリ（１４４）を二次成型材料（１５０）でモールドし、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品（１６０）を形成することを含む、方法。
【請求項２】
前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）が、前記光検出器（１１０）の上面と前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）の上面の前記第１の区分との間の所定の厚み（１２８）を有し、当該所定の厚み（１２８）が、当該ダブルモールド光カプラ（１００）の所望の全体のアイソレーション性能および結合効率に依存して規定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光検出器を含む第１のサブアセンブリ（１０４）を形成することが、光検出器ダイを基板（１０８）にワイヤボンディングすることをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のサブアセンブリ（１０４）を一次成型材料（１２０）でモールドし、第１のサブアセンブリ成型品（１２４）を形成することが、前記第１のサブアセンブリ（１０４）を、透明エポキシおよび透明熱硬化性プラスチック材料のうち１つをモールドし、前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）を形成することを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に光源（１４０）を取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に発光ダイオードを取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成することを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に光源（１４０）を取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に、透明接着材および透明エポキシのうち１つを利用して発光ダイオードを取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成することを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に光源（１４０）を取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に発光ダイオードをワイヤボンディングすることを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に光源を取り付け、第２のサブアセンブリ（１４４）を形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品（１２４）に発光ダイオードを超音波ボンディングすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のサブアセンブリ（１４４）を二次成型材料（１５０）でモールドし、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品（１６０）を形成することが、前記第２のサブアセンブリ（１４４）に、プラスチック材料、不透明プラスチック材料、エポキシ、不透明エポキシ、熱硬化性プラスチック、および不透明の熱硬化性プラスチックのうち１つを成型し、アセンブリ最終製品（１６０）を形成することを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記一次成型材料（１２０）が、二次成型材料（１５０）とは異なっている、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＬＥＤを用いた光カプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）には、多くの商業的用途がある。ＬＥＤ光は単光であるので、白色光に比べて、特に、特定色の光が必要とされる用途において、電力に関して大きな利点を有している。ＬＥＤでは、白色光とは異なり、カラーフィルタを用いて発せられた白色光のほとんどを吸収させる必要はない。ＬＥＤ光は本質的に色付きであり、しかも広い色範囲で利用可能であるので、ＬＥＤは、多くの照明用途において好まれる。
【０００３】
ＬＥＤの一用途は、光アイソレーション製品、例えば光カプラでの使用である。本出願の出願人はそのような光アイソレーション製品の製造者であり、このような光アイソレーション製品の例は、インターネットアドレスwww.avagotech.co.jpに記載されている。
【０００４】
光カプラは、光検出器および発光ダイオードの両方を備えており、これらは、別個の集積回路もしくはダイ上に分離して製造される。よって、光検出器ＩＣとＬＥＤ ＩＣとを組み合わせることは光カプラの製造の一ステップとなっている。現在のところ、エポキシを両側に設けたアイソレーション用テープ（分離テープ）を使用して、ＬＥＤを光検出器ＩＣに取り付ける。
【０００５】
残念なことに、この光検出器ＩＣおよびＬＥＤ ＩＣを組み合わせるプロセスには、いくつかの欠点もしくは不都合な点がある。第１に、アイソレーション用テープへのエポキシの塗布において、そのプロセスは極めて厳しく制限される。例えば、余分なエポキシがワイヤボンドパッドの方へと流れてしまうと、後続のワイヤボンディング加工ステップでの困難さが増大する可能性は大きい。さらに、配量される透明エポキシが極めて少量でなくてはならないことも、エポキシの塗布をよりやっかいにしている。
【０００６】
第２に、こちらの方がより不都合な点であろうが、アイソレーション用テープを設けることにより、製品の品質が危険に晒される。例えば、アイソレーション用テープがうまく整合しないと、十分なアイソレーションが得られないことがある。第３に、アイソレーション用テープの光透過率により、光カプラの結合効率が低下する。
【０００７】
以上の事項に基づき、上記の欠点を克服した光カプラおよびその製造方法に対する必要性が依然としてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、従来のようなテープを用いることなく、高品質の光カプラおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、ダブルモールド（二色成型）光カプラ装置およびその製造方法を提供する。まず、光検出器を含む第１のサブアセンブリを形成する。第１のサブアセンブリを一次成型材料でモールドし（第１のサブアセンブリの周りを一次成型材料で囲むように成型し）、第１のサブアセンブリ成型品を形成する。この第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成する。この第２のサブアセンブリを二次成型材料でモールドし（第２のサブアセンブリの周りを二次成型材料で囲むように成型し）、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を、添付図面を参照して実施態様に基づき説明するが、本発明はそれらに限定されない。複数の図面を通して、同じ構成要素には同じ番号を付与している。
【００１１】
以下に、ダブルモールド光カプラおよびその製造方法を説明する。以下の記述において、説明を目的として、本発明がより良く理解されるように多数の特定の詳細を示す。しかし、それらの特定の詳細なしに本発明を実施できることは、当業者には明らかであろう。また、公知の構造およびデバイスはブロック図の形態で示し、これにより、本発明が不必要にあいまいとなることが回避される。
【００１２】
ダブルモールド光カプラ１００
図１に、本発明の一態様によるダブルモールド光カプラを示す。このダブルモールド光カプラ１００は、基板１０８、第１の集積回路もしくはダイ１１０、第２の集積回路もしくはダイ１４０、接着材料（例えば接着層）１３０、一次モールド１２０および二次モールド１５０を備えている。一態様では、第１の集積回路１１０は、光検出器（例えば、フォトダイオードダイもしくは集積回路）であり、第２の集積回路もしくはダイ１４０は、光源１４０（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイもしくは集積回路）である。一次モールド１２０は、一次成型材料からなっており、二次モールド１５０は二次成型材料からなっている。
【００１３】
ダブルモールド光カプラ１００は、第１のサブアセンブリ１０４を含む。一態様では、第１のサブアセンブリ１０４は、光検出ダイ１１０、１つ以上の導体もしくはワイヤ（図示せず）、および基板１０８の一部を含む。導体は、光検出器ダイを基板１０８にワイヤボンディングするために設けられている。
【００１４】
第１のサブアセンブリ１０４は、一次成型材料１２０でモールド（成型）もしくは注型され、第１のサブアセンブリ成型品１２４が形成されている。光源１４０は、接着材もしくはエポキシ１３０（例えば透明の接着材もしくはエポキシ）によって第１のサブアセンブリ１２４に取り付けられ、第２のサブアセンブリ１４４が形成されている。１つ以上の導体もしくはワイヤは、光源１４０を基板１０８にワイヤボンディングするために設けられている。さらに、第２のサブアセンブリ１４４が、二次成型材料１５０で成型もしくは注型され、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品１６０が形成される。
【００１５】
接着材料１３０は、エポキシ、透明エポキシ、接着材、透明接着材、およびダイもしくは集積回路をサブアセンブリに取り付けるために適する他の材料であってよいが、これらに限定されることはない。一次成型材料１２０は、単一の材料、化合物、透明材料、プラスチック材料、透明プラスチック材料、熱硬化性プラスチック材料、および透明の熱硬化性プラスチック材料であってよいが、これらに限定されることはない。一次モールド１２０を使用する１つの目的は、光源１４０から第１のダイ１１０への光経路を提供することである。したがって、一次モールド１２０は、この目的の達成を助ける任意の材料からなっていてよい。
【００１６】
二次成型材料１５０は、単一の材料、化合物、不透明材料、プラスチック材料、不透明プラスチック材料、熱硬化性プラスチック材料、および不透明の熱硬化性プラスチック材料であってよいが、これらに限定されることはない。二次モールド１５０を使用する１つの目的は、光源１４０からの光が周囲環境に逃げることを防ぐもしくは周囲光が第１のダイ１１０に入射する防ぐことである。したがって、二次成型材料１５０は、この目的の達成を助ける任意の材料からなっていてよい。一態様では、一次成型材料は一般に透明材料であり、二次成型材料は一般に不透明材料である。
【００１７】
製造方法
図２は、本発明の一態様による光カプラの製造方法を示すフローチャートである。ステップ２１０では、光検出器を含む第１のアセンブリを形成する。例えば、第１のダイ、例えば光検出器ダイを基板に取り付ける。第１のダイは、１つ以上の導体（例えばワイヤ）を介して基板１０８に電気的に結合することができる。例えば、ステップ２１０で、光検出器集積回路を、１つ以上の導体１１２を使用して基板１０８にワイヤボンディングすることができる。図３に、本発明の一態様による加工ステップ２１０後の光カプラの側面図を示す。
【００１８】
ステップ２２０で、第１のサブアセンブリを一次成型材料でモールドし、第１のサブアセンブリ成型品を形成する。一態様では、第１のサブアセンブリを一次成型材料（例えば透明エポキシ）で注型もしくはモールドする。第１のダイ１１０の上面と接着材料１３０の底面との間の距離１２８（ここでは「厚み」と呼ぶ）は、アセンブリの全体的なアイソレーション性能および結合効率に影響を与えるので、重要である。この厚み１２８は１つ以上の設計因子によって決定され、その設計因子は、パッケージにより要求される、選択されたエポキシの絶縁破壊強さに関連するアイソレーションの要件（分離の条件）を含むが、これに限定されることはない。モールド（成型）／注型ダイセットでの空洞深さは、この厚み１２８およびダイ厚み（例えば、ダイ厚みおよび上記「厚み」との合計）によって決定される。モールド（成型）もしくは注型プロセス中、集積回路サブアセンブリの表面が擦られないように注意を払わなくてはならない。ダイセットがリードフレームに留め付けられる箇所を基準ガイドとして利用してよい。好ましくは、サブアセンブリを熱加工する。図４に、本発明の一態様による加工ステップ２２０後の光カプラの側面図を示す。
【００１９】
ステップ２３０では、第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成する。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を第１のサブアセンブリに取り付け、第２のサブアセンブリを形成する。一態様では、発光ダイオード（ＬＥＤ）を、透明接着材を使用することによって第１のサブアセンブリ成型品に取り付ける。
【００２０】
ステップ２３０は、１つ以上の導体１７０（例えばワイヤ）を発光ダイオードにボンディングすることも含みうる。このボンディングは、例えば、超音波ボンディング方法を利用することによって行うことができる。一態様では、第２のダイ１４０を、１つ以上の導体（例えばワイヤ）１７０を介して基板１０８に電気的に結合させる。例えば、ステップ２３０で、発光ダイオード集積回路を、１つ以上の導体１７０を利用することによって基板１０８にワイヤボンディングしてよい。図５に、本発明の一態様による加工ステップ２３０後の光カプラの側面図を示す。
【００２１】
ステップ２４０では、第２のサブアセンブリを二次成型材料でモールドし、これにより、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品が形成される。二次成型材料は、一次成型材料と同じであっても異なっていてもよい。図１に、本発明の一態様による加工ステップ２４０後の光カプラの側面図を示す。
【００２２】
本発明によるダブルモールド光カプラおよびその製造方法によって、アイソレーション用テープを使用する必要性、ひいてはそれによって生じる不都合な作用が回避される。
【００２３】
以上、本明細書において、特定の態様を参照して本発明を説明した。しかし、より広範である本発明の範囲を逸脱することがなければ、様々な変更および変形が可能であることは明らかであろう。したがって、明細書および図面は、例示的なものであり、限定的な意味はないものと理解されたい。
【００２４】
以下に本発明の好ましい態様を示す。
１．光検出器を含む第１のサブアセンブリを形成し、
前記第１のサブアセンブリを一次成型材料でモールドし、第１のサブアセンブリ成型品を形成し、
前記第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成し、
前記第２のサブアセンブリを二次成型材料でモールドし、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品を形成することを含む、ダブルモールド光カプラの製造方法。
２．前記光検出器を含む第１のサブアセンブリを形成することが、光検出器ダイを基板に取り付けることを含む、上項１に記載の方法。
３．前記光検出器を含む第１のサブアセンブリを形成することが、光検出器ダイを基板にワイヤボンディングすることをさらに含む、上項３に記載の方法。
４．前記第１のサブアセンブリを一次成型材料でモールドし、第１のサブアセンブリ成型品を形成することが、前記第１のサブアセンブリを、透明エポキシおよび透明熱硬化性プラスチック材料のうち１つをモールドし、前記第１のサブアセンブリ成型品を形成することを含む、上項３に記載の方法。
５．前記第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品に発光ダイオードを取り付け、第２のサブアセンブリを形成することを含む、上項１に記載の方法。
６．前記第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品に、透明接着材および透明エポキシのうち１つを利用して発光ダイオードを取り付け、第２のサブアセンブリを形成することを含む、上項１に記載の方法。
７．前記第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成することが、前記第１のサブアセンブリに発光ダイオードをワイヤボンディングすることを含む、上項１に記載の方法。
８．前記第１のサブアセンブリ成型品に光源を取り付け、第２のサブアセンブリを形成することが、前記第１のサブアセンブリ成型品に発光ダイオードを超音波ボンディングすることを含む、上項７に記載の方法。
９．前記第２のサブアセンブリを二次成型材料で成型し、所定の寸法を有するアセンブリ最終製品を形成することが、前記第２のサブアセンブリに、プラスチック材料、不透明プラスチック材料、エポキシ、不透明エポキシ、熱硬化性プラスチック、および不透明の熱硬化性プラスチックのうち１つを成型し、アセンブリ最終製品を形成することを含む、上項１に記載の方法。
１０．前記一次成型材料が、二次成型材料とは異なっている、上項１に記載の方法。
１１．第１のサブアセンブリ成型品を形成すべく一次成型材料でモールドされた、光検出器を含む第１のサブアセンブリと、
第２のサブアセンブリを形成すべく前記第１のサブアセンブリ成型品に取り付けられた光源と、
アセンブリ最終製品を形成すべく二次成型材料でモールドされた第２のサブアセンブリとを備えている、光カプラ。
１２．前記光検出器が、フォトダイオード集積回路である、上項１１に記載の光カプラ。
１３．前記光源が、発光ダイオード（ＬＥＤ）集積回路である、上項１１に記載の光カプラ。
１４．前記光源を基板にワイヤボンディングするための導体をさらに備えている、上項１１に記載の光カプラ。
１５．前記一次成型材料が、プラスチック材料、透明プラスチック材料、エポキシ、透明エポキシ、熱硬化性プラスチックおよび透明の熱硬化性プラスチックのうち１つである、上項１１に記載の光カプラ。
１６．前記二次成型材料が、プラスチック材料、不透明プラスチック材料、エポキシ、不透明エポキシ、熱硬化性プラスチックおよび不透明の熱硬化性プラスチックのうち１つである、上項１１に記載の光カプラ。
１７．前記一次成型材料が、前記二次成型材料と異なる、上項１１に記載の光カプラ。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一態様によるダブルモールド光カプラを示す図である。
【図２】本発明の一態様による光カプラの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一態様による加工ステップ２１０後の光カプラの側面図である。
【図４】本発明の一態様による加工ステップ２２０後の光カプラの側面図である。
【図５】本発明の一態様による加工ステップ２３０後の光カプラの側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  ダブルモールド光カプラ
１０４  第１のサブアセンブリ
１１０  光検出器
１２０  一次成型材料
１２４  第１のサブアセンブリ成型品
１４０  光源
１４４  第２のサブアセンブリ
１５０  二次成型材料
１６０  アセンブリ最終製品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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